DE2358298A1

DE2358298A1 - Automatisches analysiergeraet

Info

Publication number: DE2358298A1
Application number: DE2358298A
Authority: DE
Inventors: John Ake Widen
Original assignee: AGA AB
Current assignee: AGA AB
Priority date: 1972-11-23
Filing date: 1973-11-22
Publication date: 1974-06-20
Also published as: FR2208536A5; US3883306A; IT999476B; SE377923B; GB1417909A; DE2358298B2; JPS5912992B2; JPS4997687A

Description

PATENTANWALT DIFL.-ING. H. STROHSCHÄNK

8000 MÜNCHEN 60 · MUSÄUSSTRASSE 5 TELEFON (08 11) 881608

22'.11.1973-SK(4) 190-1101P

Automatisches Analysiergerät

Die Erfindung bezieht sich auf ein automatisches Analysiergerät mit jeweils mehrere Probenbehälter tragenden und entlang einem Förderweg an verschiedenen Behandlungssteilen vorbeibewegbaren Probenb.ehalter-Tragern und mit mindestens einer an einer Stelle des Förderweges vorgesehenen Vorrichtung zum Drehen eines Probenbehälter-Trägers relativ zum Förderweg um eine Drehachse, von der aus zu den Probenbehältern dieses Probenbehälter-Trägers unterschiedliche Radialrichtungen führen.

Bei solchen automatischen Analysiergeräten hängt die für die vorzunehmenden Reaktionen zur Verfügung stehende Zeit von konstruktiv gegebenen Umständen, beispielsweise von der Zeit ab, die ein Probenbehälter-Träger benötigt, um von einer Behandlungsstelle, etwa der Zuführungsstelle eines Reagens, bis zu einer nächsten Behandlungssteile, etwa einer Analysiervorrichtung, zu gelangen.

Der Erfindung liegt vor allem die Aufgabe zugrunde, das eingangs- genannte Analysiergerät so zu vervollkommnen, dass die Zeit, die für die Weiterbewegung eines bestimmten Probenbehälters vom wirksamen Bereich einer Behandlungssteile bis zum wirksamen Bereich einer anderen Behandlungssteile benötigt, auf einfache Meise verändert werden kann.

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Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die an der eingangs genannten Stelle des Pörderweges befindliche Vorrichtung im-Sinne einer Drehung des i-'robenbehälter-Trägers um einen Winkelbetrag ausgebildet ist, der dem zwischen zwei unterschiedlichen, von der Drehachse zu den trobenbe hai tern führenden Radialrichtungen eingeschlossenen ',,'irikel gleicht, und dass an unterschiedlichen weiteren Stellen des Pörderweges eine Vorrichtung zum Zuführen von flüssigkeit zu mindestens einem der Probenbehälter eines Probenbehälter-Trägers, eine Analysiervorrichtung zum Analysieren der in einem Probenbehälter befindlichen Flüssigkeit und eine Vorrichtung zum Entnehmen von Flüssigkeit aus einem Probenbehälter vorgesehen sind.

Auf diese Y/eise ist es möglich, die beispielsweise für chemische Reaktionen zur Verfügung stehende Reaktionszeit zu ändern, wenn einer Flüssigkeitsprobe entsprechend unterschiedliche Reagenzien zugesetzt v/erden.

Gemäss einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weisen die Probenbehälter-i'räger einen polygonalen Seitenumfang mit „jeweils parallel zueinander verlaufenden gegenüberliegenden

od. dgl» und der Förderweg Gleitschienen auf, die SröissnBfehälter-i'räger in einem dem Abstand ge genübe rl ie gen-SeiriBiiieanten od. dgl. entsprechenden gegenseitigen Abstand führen, jedoch an ^jeder genannten Stelle des För- ^ isiin Drehen der Probenbehälter-i'räger zulassende Ausnehmungenaiif we is en.

Ausgestaltungen betreffen weitere konstruktive Einzelheiten des erfindungsgemässen Analysiergerätes.

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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht; es zeigen:

Fig. 1 eine schematisch gehaltene Draufsicht auf den Förderweg des Analysiergerätes mit einer Anzahl von Probenbehälter-Trägern mit Probenbehältern und mit Vorrichtungen zum Zuführen und Entnehmen von Flüssigkeit zu bzw. aus den verschiedenen Behältern;

Fig. 2 eine perspektivisch gehaltene Ausschnittdarstellung des Förderweges gemeinsam mit einem Probenbehälter-Träger;

Figi 3 äie in Figo 2 dargestellte Stelle des Förderweges in einer Draufsicht und gemeinsam mit zwei, unterschiedliche Stellungen einnehmenden Probenbehälter-Trägern;

Fig. 4 den Förderweg gemäss Fig. 3 in. einem axial zum linken Probenbehälter-Träger geführten Querschnitt;

Figo 5 einen gegenüber den vorhergehenden Darstellungen abgeänderten Probenbehälter-Träger in einer schematisch gehaltenen Draufsicht.

Jeder der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Probenbehälter-Träger 1 kann vier Probenbehälter 2 tragen, die in Fig. 1 mit a, b, c und d bezeichnet und vom Probenbehälter-Träger entlang einem Kreisbogen dicht aufeinanderfolgend aufgenommen sind.

Der entlang einer rechteckigen Förderbahn verlaufende Förderweg 3 ist in Fig. 1 gestrichelt angedeutet, wobei die Förderrichtung durch Pfeile kenntlich gemacht ist, so dass die in Fig. 1 lediglich durch jeweils eine quadratische Umfangslinie angedeuteten Probenbehälter-Träger 1 nach einer bestimmten Umlaufzeit jeweils wieder zu einer bestimmten Ausgangssteile zurückkehren.

Befindet sich ein Probenbehälter-Träger 1 an der Stelle I, dann wird Probeflüssigkeit oder ein Reagens mittels eine.r Zu-

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führungsvorrichtung 4 zu einem oder mehreren der Probenbehälter a, b, c und d dieses Probenbehälter-Trägers 1 zugeführt. Die Zuführungsvorrichtung 4 kann beispielsweise an Pumpen angeschlossene Pipetten oder andere bekannte Einrichtungen aufweisen und durch das automatische Analysiergerät gesteuert werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig_e 1 ist an der Stelle II eine Vorrichtung zum Drehen der dort befindlichen Probenbehälter-Träger 1 um ihre eigene Achse in Richtung des Pfeiles 5 um einen einstellbaren- Winkelbetrag angeordnet, "/cn dem zunächst angenommen-wird, dass er 90 betragen soll» Weiterhin ist angenommen, dass die FördergescIiT/inaigksit der Probenbehälter-Sräger 1 und die Länge des Pörderwegss 3 so aufeinander abgestimmt sind;, dass .jeder Probenbsliältei"—"Üräger 1 zur Ausgangsstelle I jeweils nach sechs 31121 surüclücshrt, In Pig* 1 sind die nach gedar riinute eingenommenen S'i 9 llung 311 sines Probenbehält er—"Drägsrs 1 durch die sugeordiiet eilige tr a,-5;sne Mi^iu— tenzahl .^ek

Soll beispielsweise die Behandlungsssit aiasr bestiniHitsnp in einen Probsnbekälter a an der Shells 1 angaiükr^eii iüscliuiigeiner Probeflüssigkeit mit einem Rsagsns sT/ansig aain betragen, dann gelange dieser Frobenbehälter nach ei2ism dreiraaligezi Umlauf entlang dam Förderweg 3 zu Beginn sinas Tisrten Umlaufes bis zu einer Stelle III, wobei er vovh^r an der Stelle II üosr den ihn tragenden Probenbehälter-'ir-ägsr 1 viermal gedreht "λτιγ= de und somit wieder seine an der Ausgangsstslls I siiigsnonmien© Lage gegenüber dem Pörderweg 3 sinnimiato An der Stsll-s III soll die Flüssigkeit aus dem Probenbehälter a T/isdaz¹ sntnoauiien :.üicl einsm Photometer oder einer anderen Yorriehtizag sura Analysieren des Reaktiosisproduktes zugeführt ws:?d32i^ Es ist in diesem Falle also sichergestellt, dass vom Augenblick der Zuführung der- Probeflüssigkeit und des Reagens zum Prbbsnbehältez¹ a bis zur

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Entnahme des Reaktionsproduktes an der Stelle III zwanzig min verstrichen sind.

Wenn man davon ausgeht, dass den Probenbehältern a bis d Probeflüssigkeit und Reagenzien an der Stelle I aufeinanderfolgend jeweils dann zugeführt werden, wenn sich der zugeordnete Probenbehälter-Träger 1 an. der Stelle I befindet, dann kann man sagen,·dass das Analysiergerät einspurig mit einer Reaktionszeit von zwanzig min arbeitet, wobei also alle sechs min Probeflüssigkeit und ein Reagens.einem der Probenbehälter a bis d zugeführt wird.

Man kann das Analysiergerät aber auch so arbeiten lassen, dass Probeflüssigkeit nebst einem Reagens an der Stelle I jeweils zwei Probenbehäitern, beispielsweise den Probenbehältern a und b, zugleich zugeführt wird. Weiterhin kann'man auch davon ausgehen, dass die Probenbehälter-Träger 1 an der Stelle II jeweils um 18O° gedreht werden. Muss beispielsweise mit einer Reaktionszeit von zehn min gerechnet werden, dann hat ein Probenbehälter-Träger 1 mit einem ein entsprechendes Reaktionsprodukt tragenden Probenbehälter 2_V der an der Stelle I gefüllt wurde, nach, zehn min während eines zweiten Umlaufes auf dem Förderweg 3 gerade die Stelle IV erreicht. Das Reaktionsprodukt kann also an dieser Stelle entnommen und einer Analysiervorrichtung zum Analysieren des Reaktionsergebnisses zugeführt werden« In..diesem Falle arbeitet das Analysiergerät'somit zweispurig_r wobei in jeder Spur eine Reaktionszeit von zehn min zur Verfugung steht„

Das Analysiergerät kann aber auch so betrieben werden, dass an der Stelle I zugleich alle vier Probenbehälter a, b, c und d eines dort befindlichen Probenbenälter-Trägers 1 mit Probeflüssigkeit und Reagenzien gefüllt werden« Unter der Voraussetzungj dass hierbei eine Reaktionszeit von fünf min benötigt wirdj, ist die Reaktion in den an der Stelle I gefüllten Proben-

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behältern 2 an der Stelle V des Förderweges beendet, so dass das Reaktionsprodukt aus den vier Probenbehältern 2 an dieser Stelle zum Analysieren entnommen werden kann. Das Analysiergerät arbeitet in diesem Falle also vierspurig.

Man kann das Analysier gerät aber auch so betreiben, dass gleichzeitig zwei Spuren mit jeweils fünf min Reaktionszeit und eine Spur mit zehn min Reaktionszeit arbeiten, sofern die Probenbehälter-Träger 1 an geeigneten Stellen durch eine Programmsteuerung entsprechend gedreht werden.. Befindet sich auf dem Förderweg 3 eine ungerade Zahl von Probenbehälter-Trägern 1 und wird jeder Probenbehälter-Träger einen Weg gefördert, der dem Abstand zwischen jedem zweiten Träger gleicht, können noch mehr Kombinationen erhalten werden. Das Analysier gerät kann im übrigen auch aus voneinander unabhängigen Einheiten bestehen, womit weitere Unterschiede in der Reaktionszeit dadurch berücksichtigt werden können, dass eine oder mehrere dieser Einheiten summiert oder voneinander abgezogen werden.

Die Stelle VI in Fig. 1 kann dazu dienen, die vorher entleerten Probenbehälter 2 zu reinigen·. Dabei kann die Reinigung aus einem Auswaschen und anschliessenden Trocknen der Behälter bestehen. Natürlich muss die Reinigungsvorrichtung so steuerbar sein, dass nicht etwa auch solche Probenbehälter 2 gereinigt werden, in denen sich noch ein noch zu analysierendes Reaktionsprodukt befindet. Ebenso kann von einer Reinigung abgesehen werden, falls sich an der Stelle VI im Probenbehälter-Träger 1 ein noch ungefüllter und entsprechend unbenutzter Probenbehälter 2 befinden sollte.

Vorstehend wurde davon ausgegangen, dass entlang dem Förderweg 3 lediglich ein Probenbehälter-Träger 1 mit vier Probenbehältern 2 umläuft. Es können entlang dem Förderweg 3 aber auch

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viele Probenbehälter-Träger 1 aufeinanderfolgend umlaufen^ sofern sichergestellt ist_s dass sich die Probenbehält er-Trägez* 1 an der Stelle II ungehindert drehen können_o Auch kann die Stelle , an der die Probenbehälter-Träger 1 gedreht werden, an irgendeiner anderen als der in Figo 1 dargestellten Stelle des Förderweges 3 vorgesehen sein» Gewünschtenfalls können die Probenbehälter-Träger 1 entlang dem Förderweg 3 auch zwei- oder mehrmals gedreht werden_o ·

Aus Figo 2 sind konstruktive Einzelheiten einer beispielsweisen Ausbildung des Förderweges und einer Vorrichtung zum Drehen der Probenbehälter-Träger 1 ersichtliche Der Förderweg besteht aus zwei Gleitschienen 6 und 7 mit jeweils einem L-Profil, dessen einer _s waagerecht verlaufender Schenkel dem waagerecht verlaufenden Schenkel des Profils der anderen Gleitschiene zugekehrt isto Auf diese Weise werden die im Grundriss eine jeweils quadratische Umrissform aufweisenden Probenbehäl-= ter-Träger 1 von den unteren Schenkeln der Gleitschiene!! 6 und 7 getragen und zwischen den anderen, jeweils nach oben ragenden Schenkeln der Gleitschienen 6 und J₉ die einen der Kantenlänge jedes Probenbehälter-Trägers 1 entsprechenden gegenseitigen Abstand voneinander aufweisen,, unverdrehbar geführt _β

Wie aus Figo 2 weiterhin hervorgeht, weisen die nach oben ragenden Schenkel der beiden Gleitschienen 6 und 7 an einer gemeinsamen Stelle _s die der Stelle II gemäss Fig₀ 1 entspricht, Ausnehmungen δ auf, -die so gross sind,, dass an dieser Stelle die unverdrehbare Führung der Probenbehälter-Träger 1 unterbrochenisto Ausserdem ist der waagerechte Schenkel der einen Gleitschiene 6 entlang seinem Aussenrand mit vorstehenden Zähnen 9 nach Art einer Zahnstange versehen, während sich zugeordnete Zähne 10 an der Unterseite jedes Probenbehälter-Trägers

1, entlang einem zur Drehachse konzentrischen Kreisbogen eines derartigen Durchmessers befinden., dass die Zähne 10 beim /orbeibewegen des Probenbehälter-'i'rägers 1 an der Stelle der Ausnehmungen Ö in Eingriff mit den Zähnen 9 gelangen. Durch die ".Yahl der Anzahl der Zähne 9 an der Stelle der Ausnehmungen ό hat man es in der Hand, den Drehwinkel zu bestimmen, um den .jeder vorbeibewegte Probenbehälter-'rrager 1 gedreht wird, wei dem in Figo 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist angenommen, dass jeder in liichtung des ri'eiles 11 εχι der Stelle der Ausnehmungen 3 vorbeibewegte Probenbehälter-dräger 1 um gerade 90' gedreht wird.

Aus den Pig. 3 mid & ist ersichtlich^ dass in der Litte zwischen den beiden Gleitschienen 6 und 7 sin Jand 12 geführt ist, das in nicht besonders dargestellter d'oise als endloses und von siner Antriebsvorrichtung her an^reiboares dand eusgs— bildet 1st; und in einen; dem ^e^ensei^isren Acs sand aufsirardsr— folgender .L^;robenbenäiij3r---räger "i sir.; sprechenden Abstand Igt;-

siiiem nacA unten ratenden ZaOfen \·-- vsTisr.sii;. der ^emäEs ^i-r, ^! ein Loch 13 des dandes 12 durchsetzt '^nd ds.:.iit die —i^nalms

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BAD ORKSfNAL

nehmungen auf, die die gewünschte Drehung der Probenbehälter-Träger 1 zulassen. Im übrigen kann auch, die Drehung der Probenbehälter-Träger 1 statt durch den beschriebenen Zahneingriff durch einen einfachen, an einer Gleitschiene vorstehenden Zapfen bewirkt werden, dem an jedem Probenbehälter-!Träger 1 in entsprechender Höhe radiale Ausnehmungen zugeordnet sind, so dass die Drehung des Probenbehälter-Trägers 1 beim Vorbeibewegen an einem solchen Zapfen durch diesen bewirkt wird.

Aus Fig. 5 ist ersichtlich, wie ein Probenbehälter-Träger statt nur vier zwölf Probenbehälter aufnehmen kann. Wird ein solcher Probenbehälter-Träger an der Stelle II des Förderweges 3 um 90 gedreht, dann kann die Zuführungsvorrichtung 4 beispielsweise so ausgebildet sein,, dass an dieser Stelle jeweils drei in einer gemeinsamen Richtung liegende Probenbehälter gefüllt werden. Wurden an der Stelle I beispielsweise die drei' in Richtung der Linie 15 gemäss Fig. 5 liegenden Probenbehälter gefüllt, dann werden beim nächsten Durchgang desselben Probenbehälter-Trägers durch die Stelle I die gemäss Figo 5 entlang der Linie 16 befindlichen Probenbehälter mit Probeflüssigkeit und Reagenzien gefüllt.

■ Durch eine geeignete Ausbildung und Anordnung der Zuführungsvorrichtung 4 und der Vorrichtung zum Ablesen oder anderweiten Analysieren des Reakti'onsergebnisses können mit einem Probenbehälter-Träger gemäss Fig«, 5 mehrere Kombinationen zwischen zahlreichen Spuren eines mehrspurig arbeitenden Analysiergerätes verwirklicht werden. Die eine Grenze dieser Kombinationsmöglichkeiten ergibt sich, wenn der Inhalt eines Probenbehälters den Pörderweg 3 zwölfmal umläuft, bevor das Reaktionsergebnis abgelesen bzw^ das Reaktionsprodukt entnommen wird_? während sich die andere Grenze ergibt, wenn alle zwölf Probenbehälter des Probenbehälter-Trägers an der Stelle I

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gefüllt werden und das Reaktionsergebnis bereits beim ersten Umlauf entlang dem Förderweg 3 an der Stelle V abgelesen wird.

Der durch die gestrichelte Linie 17 gekennzeichnete Sektorausschnitt des in Fig. 5 dargestellten kreisrunden Probenbehälter-Trägers veranschaulicht eine Gruppe von drei Probenbehältern, die an der Stelle I jeweils gemeinsam gefüllt und an einer anderen Stelle des Förderweges 3 auch gemeinsam zur Durchführung der gewünschten Analyse entleert werden können. Durch eine geeignete Ausbil-dung- der Probenbehälter-Träger und eine geeignete Anordnung der Probenbehälter über die Träger und eine geeignete Auswahl der jeweiligen Drehwinkel der Träger an den zugeordneten Stellen des Förderweges 3 kann das erfindungsgemässe Analysiergerät ausserordentlich vielseitig angewendet werden. Die Anwendung ist im übrigen nicht auf die Förderung von Flüssigkeiten beschränkt, da mit ähnlichen Vorteilen auch feste Körper, beispielsweise Pulver oder in Flüssigkeiten aufgeschwemmte feste Körper, entlang unterschiedlich langen Wegen verteilt und untersucht werden können. Zum Vorschub der einzelnen Probenbehälter-Träger könnte statt des beispielsweise angeführten Bandes 2.auch eine Kette dienen, die in den vorgesehenen Abständen die Löcher 13 für den. Eingriff der Zapfen 14 bildet»

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche

(' 1 ·) Automatisches Analysiergerät mit jeweils mehrere Probenbehälter tragenden -und entlang einem' Förderweg an verschiedenen Behandlungsstellen vorbeibewegbaren Probenbehälter-Trägern und mit mindestens einer an einer Stelle des Förderweges vorgesehenen Vorrichtung zum Drehen eines Probenbehälter-Trägers relativ zum Förderweg um eine Drehachse, von der aus zu den Probenbehältern dieses Probenbehälter-Trägers unterschiedliche

■ Hadialrichtungen führen, dadurch gekennzeichnet, dass die- an der genannten Stelle (II) des Förderweges (3) befindliche Vorrichtung (9, 10) Im Sinne einer Drehung des Probenbehälter-Trägers (1) um einen Yfinkelbetrag ausgebildet ist, der dem zwischen zwei unterschiedlichen,, von der Drehachse (14) zu den Probenbehältern (2) führenden Radialrichtungen eingeschlossenen Winkel gleicht, -und dass an unterschiedlichen weiteren Stellen (Iy IV), des Förderweges (3) eine Vorrichtung (4) zum 'Zuführen von Flüssigkeit zu mindestens einem der Probenbehälter (a bis d) eines Probenbehälter-Trägers (1) eine Analysiervorrichtung zum Analysieren der in einem Probenbehälter (2) befindlichen Flüssigkeit und eine'Vorrichtung zum Entnehmen von Flüssigkeit aus einem Probenbehälter (2) vorgesehen sind.

2.. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (4) zum Zuführen von Flüssigkeit im Sinne der rlüssigkeitssuführung zu einer vorbestimmten Anzahl der von einem Probenbehälter-i'räger (1) getragenen Probenbehälter (2) iind die Analysiervorrichtung im Sinne der-gleichzeitigen Analyse des Inhaltes einer vorbestimmten Anzahl der von einem Probenbehälter-Träger (1) getragenen Probenbehälter (2) ausgebildet ist, wo~bei die genannten Anzahlen jeweils wenigstens

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SAD ORtGtNAl.

einen und höchstens alle Probenbehälter (2) eines Probenbehält er-Trägers (1) umfassen.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Probenbehälter-Träger (1) ein Vielfaches (m) von (n) Probenbehältern (2) trägt und dass der Vifinkelbetrag der jeweiligen Drehung eines Probenbehälter-Trägers (1) 1/m oder 1/n einer Umdrehung beträgt.

4. Gerät nach, einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Probenbehälter-Träger (1) einen polygonalen Seitenumfang mit jeweils parallel zueinander verlaufenden gegenüberliegenden „Seitenkanten od. dgl. und der Förderweg Gleitschienen (6, 7) aufweisen, die die Probenbehälter-Träger (1) in einem dem Abstand gegenüberliegender Seitenkanten od. dgl. entsprechenden gegenseitigen Abstand uiiverdrehbar führen, jedoch an jeder genannten Stelle (II) des Förderweges (3) ein Drehen der Probenbehälter-Träger (1) zulassende Ausnehmungen (8) aufweisen.

5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitschienen (6, 7) zugleich die Probenbehälter-Träger (1) tragende Tragflächen aufweisen.

6. Gerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Probenbehälter-Träger (1) an einem entlang dem Förderweg (3) bewegbaren Band (12) oder an einer entsprechenden Kette über einen axialen Zapfen (14) geführt ist, der seine Drehung gegenüber dem Band (12) bzw. der Kette zulässt.

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